Januari Förstudie solceller. Brf Utsikten i Norrtälje

Transkript

1 Januari Förstudie solceller Brf Utsikten i Norrtälje

2 Vi bygger det hållbara samhället på riktigt Solkompaniet utvecklar hållbara energilösningar och leder utbyggnaden av solceller i Sverige. Sida 2 av 14

3 Innehållsförteckning 1 Bakgrund Solcellsanläggning Ekonomi Komponenter Övrigt Beställare: Tage Sundblom; Brf Utsikten, Roslagsgatan 9, Norrtälje Utredare: Mårten Lind, Maria Pohjonen, Solkompaniet Sida 3 av 14

4 1 Bakgrund Solceller är en teknik för att producera el lokalt, där solens energi omvandlas direkt till likström, som sedan omvandlas till växelström i en växelriktare och matas ut till elnätet. Ofta ansluts solcellssystemet till en byggnad, där den el som genereras i första hand används för att ersätta inköpt el. På några få år har priset på solceller fallit kraftigt och det är nu ofta en lönsam investering. I denna förstudie beskrivs de tekniska och ekonomiska förutsättningarna för solceller på fastigheten tillhörande Brf Utsikten i Norrtälje. Sida 4 av 14

5 2 Solcellsanläggning De bäst lämpade takytorna för solceller på Brf Utsikten är det östra och det norra taket som lutar svagt mot väst respektive syd. Det är dessa som utvärderats i denna rapport. Det finns även möjlighet att utnyttja taket i söder men det lutar åt norr och ger betydligt lägre produktion per installerad kw. Skuggning Vanliga solcellssystem, med centrala växelriktare, är oerhört känsliga för skuggning. Det är därmed nödvändigt att undvika skuggning även av enstaka moduler. En riktlinje är att solceller inte bör placeras närmare än tre gånger det skuggande föremålets höjd i en sektor +/- 30 grader relativt norr, se figuren nedan. Höga träd och skuggande hus kan kraftigt påverka möjligheterna att installera solceller på närliggande tak. Många av våra vanliga svenska träd blir över 20 meter höga och kan göra lägre tak obrukbara för solelproduktion. Andra skuggande objekt kan utgöras av takinstallationer och höjdskillnader mellan olika takytor. Figur 1 - För att begränsa produktionsbortfall till följd av skuggning är en bra tumregel att inte placera solceller närmare än tre gånger det skuggande föremålets höjd i en sektor som är +/- 30 grader relativt norr. För byggnaden i fråga är det främst takinstallationer som skuggar. Detta illustreras i figuren nedan där skuggade föremål är markerade i orange. Sida 5 av 14

6 kw Figur 2 Skuggning från takinstallationer markerade i orange. Norr är uppåt i bilden. Dimensionering Den solel man konsumerar själv är i regel den som är mest värd. Därför har anläggningen dimensionerats så att så merparten av all el ska konsumeras i huset. Erfarenhetsmässigt visar det sig dock att en viss överproduktion ger den bästa totalekonomin för systemet som helhet och det är utifrån siffran 7 % dimensioneringen gjorts med utgångspunkt i timvärden för både elförbrukning och solelproduktion. Anläggnings storlek blir då 55,8 kw t. 70,000 60,000 50,000 Solelproduktion och elförbrukning under året 40,000 30,000 Elförbrukning Solelproduktion 20,000 10,000 0,000 Figur 3 Solelproduktion och elförbrukning under året Sida 6 av 14

7 Systemutformning Monteringssystem De falsade plåttaken ger goda möjligheter att installera solcellerna på ett kostnadseffektivt sätt då monteringssystemet kan fästas med klämmor i falsarna. Därefter fästs ett skensystem i klämmorna på vilka solcellsmodulerna monteras. Därmed är det möjligt att undvika håltagning i takens tätskikt. Solcellerna monteras så att de följer takens lutning, då detta minimerar vindlaster och reducerar risken för att snöfickor bildas under modulerna. Figur 4 IBC Topfix 200 med falsklämmor, monterat på rostfritt falsat plåttak Systemutformning och produktion Systemet har utformats med modulerna stående då de på det sättet utnyttjar takytan bättre, dessutom blir det ett billigare system då man endast behöver ett lager monteringsskenor. Hela det norra och det östra taket täcks med moduler, totalt 186 st. Sida 7 av 14

8 Figur 5 Systemutformning med skuggade områden markerade i orange. Norr är uppåt i bilden. Solcellsmoduler I studien har vi laborerat med olika typer av moduler för att se vilken effekt som passar bäst med den dimensionerande effekten och takets utformning. Det som blir bäst är moduler i monokristallint kiesel på 300 W t. Då hamnar totaleffekten på 55,8 kw t samtidigt som alla tillgängliga ytor på norra och östra taket används. Växelriktare och elinstallationer Solceller producerar likström som behöver omvandlas till växelström för att kunna matas in i fastighetens elnät. Växelriktare placeras med fördel i ett välventilerat driftutrymme med bra åtkomst för tillsyn och eventuell service. För att minimera dragning av likströmskablar monteras växelriktarna så nära solcellerna som möjligt. Vid montering av växelriktare är följande punkter viktiga Varje växelriktare behöver en fri väggyta på upp till 1,5 meter (varierar stort mellan olika märken) En undercentral placeras i anslutning till växelriktarna som utgör systemets gränssnitt mot fastighetens elsystem. Undercentralen tar ca 1 meter väggyta i anspråk. Om tillgänglig väggyta är begränsad är det möjligt att montera växelriktare ovanför varandra, men det ger en något mer komplex installation. Sida 8 av 14

9 Bra om det finns nätverk framdraget till driftsutrymmet för att underlätta för datainsamling från solcellsanläggningen. Placera växelriktarna där dom inte stör (växelriktaren har en fläkt som låter) Figur 6 - Driftutrymme för en solcellsanläggning på ca 50 kw t. Två växelriktare a 20 kw och en undercentral är monterade på vägg. Både strängkablar från solcellspanelerna samt AC-kablar mellan växelriktare och undercentral förläggs på en kabelstege under växelriktarna. Teknisk sammanfattning Med 186 moduler monterade på det norra och östra taket hamnar totaleffekten på 56 kw. Den specifika produktionen under ett normalår beräknas bli 880 kwh/kw t. Totalproduktionen per år blir då kwh med ett överskott som mats ut på nätet på 3400 kwh. Tabell 1 Teknisk sammanfattning Brf Utsikten Installerad effekt, kw t 56 Årlig elproduktion, kwh Specifik elproduktion, kwh/kw t 880 Förväntad livslängd, år 30 år På det södra taket finns ytterligare utrymme för solceller, cirka 20 kw, som skulle kunna utnyttjas om elförbrukningen ökar eller om föreningen på andra sätt vill utöka sin produktion av egen el. Eftersom taket lutar åt norr blir dock den specifika produktionen sämre, runt 780 kwh/kw t (jämfört med 880 kwh/kw t för taket i övrigt). Sida 9 av 14

10 3 Ekonomi De viktigaste parametrarna bakom ekonomin för ett solcellssystem är systemets kostnad, värdet på den el som produceras, systemets livslängd samt kalkylräntan. Antaganden bakom kalkylen i denna förstudie finns i tabellen nedan. Tabell 2 - Ekonomiska antaganden Anläggningens livslängd 30 år Årligt underhåll 0,5 % av investeringen Elpris (år 1) 0,8 kr/kwh Elprisökning 2 % per år Elcertifikatspris (år 1) 130 kr/mwh Prisökning elcertifikat 2 % per år Nominell kalkylränta 7 % per år Timmätning för elcert kr/abonnemang Investeringsbidrag 0/20 % Rådande lagstiftning för solelproduktion är just nu under översyn, och det finns därför viss osäkerhet kring ekonomiska förutsättningar framöver. Det finns en bred politisk vilja att främja utbyggnaden av solelproduktionen i Sverige, vilket bör innebära en framtida lagstiftning som gynnar investeringar i solcellsanläggningar. Vad gäller investeringsbidrag kommer det dock att försvinna 2020 och börja fasas ut inom kort, varför kalkylen inkluderar två scenarier, ett med investeringsbidrag och ett utan. För Brf Utsikten är det ekonomiskt fördelaktigt med en hög egenanvändning av solel. Den skattereduktion på 60 öre/kwh som finns för mikroproducenter för den el som matas ut på elnätet är tyvärr inte relevant eftersom den kräver en säkring i anslutningspunkten om max 100 ampere. Brf Utsikten har en säkring på 250 ampere. Investeringskostnad, avkastning och återbetalningstid Investeringskostnaden för anläggningen förväntas bli kr vilket motsvarar kr/kw t. Återbetalningstid och avkastning inklusive investeringsstöd förväntas hamna på 13 år respektive 7,1 %. Tabell 3 - Investeringskostnad, avkastning och återbetalningstid Investeringskostnad Årlig besparing (år 1) Systemets livslängd kr inkl. moms ( kr/kw t) kr/år 30 år Återbetalningstid med/utan stöd 13/16 år Årlig avkastning med/utan stöd 7,1/5,1 % Sida 10 av 14

11 4 Komponenter Internationellt omsätter solcellsbranschen enorma belopp och det är idag en av de marknader som växer allra snabbast globalt. De kommande fem åren beräknas det produceras och installeras solcellsmoduler varje timme. Detta gör att det finns en uppsjö av leverantörer av produkter och tjänster som håller en varierande kvalitet. Då solceller är en långsiktig investering är Solkompaniets rekommendation att använda kvalitetsprodukter från stora kända leverantörer. En merpart av solcellsmodulerna på marknaden kommer från Asien och där finns ett flertal stora tillverkare som håller hög kvalitet och även har dokumenterat bra villkor för personal och underleverantörer. Solceller De vanligaste solcellsmodulerna med kiselsolceller kallas för standardmoduler och har en effekt på mellan W t. Dessa fås till lägst pris per W t, men det finns en mängd olika tillverkare och varianter, både av bättre och av sämre kvalitet. Till en merkostnad på 3-5 % (på totalkostnaden räknat per installerad effektenhet) fås paneler på runt 300 W t. Då det finns betydligt färre tillverkare av så effektiva moduler ökar sannolikheten att få en kvalitetsprodukt, exempelvis vid offentliga upphandlingar. Därför har det i denna förstudie använts en modul av monokristallint kisel på 300 W t, med en yta på cirka 1,6 m 2. Högeffektiva moduler på >330 W t finns också på marknaden, men då ökar kostnaden betydligt. För att säkra kvaliteten bör samtliga moduler vara A-klassade och plussorterade. Figur 7 Olika typer av standardmoduler. Från vänster: polykristallint kisel, monokristallint kisel i standardutförande, monokristallint kisel i svart utförande och tunnfilm (CIGS). Sida 11 av 14

12 Monteringssystem Monteringssystemet bör vara certifierat av tredje part, eller på annat sätt tydligt kvalitetssäkrat. Både material och infästningar ska vara dimensionerade utifrån normenliga snö- och vindlaster på den aktuella platsen. Övervakning, loggning och visualisering För att övervaka och visa produktionsdata från en solcellsanläggning används i första hand en datalogger som kopplas till växelriktaren. Moderna växelriktare har ofta egna loggers, men det finns även oberoende aktörer som har produkter som är kompatibla med de flesta växelriktarna. Solar Log är ett exempel på en sådan produkt. Dataloggern ansluts till internet och laddar kontinuerligt upp driftsdata till en server. Via en webbsida tillhandahålls produktionsdata och övrig driftsinformation som behövs för att kunna göra utvärderingar och analyser. För att visa driftsdata ansluts en display till dataloggern. Enkla LCD-displayer kan i vissa fall anslutas direkt till dataloggern medan mer avancerade ansluts till servern via internet, se figur nedan. Figur 8 Hantering av data för övervakning och visualisering Sida 12 av 14

13 5 Övrigt Brandsäkerhet Börjar det brinna i en byggnad som har solceller innebär de likströmskablar som ansluter solcellerna till växelriktarna en risk för de som arbetar med släckning av branden. Brandskyddsföreningen, elsäkerhetsverket och räddningstjänsten har adresserat frågan i en arbetsgrupp som resulterat i vissa rekommendationer för byggnader med solceller. I korthet har man kommit fram till att man inte ska ha någon särskild frånkopplingsenhet för solcellsmodulerna då den utgör en riskfaktor i sig och under brand går det ändå inte att lita på att den fungerar. Man har dock lagt fram förslag på särskild skyltning av byggnader med solceller. I samband med upphandling bör man specificera att anläggningarna ska konstrueras och skyltas i enlighet med de rekommendationer som Brandskyddsföreningen tagit fram. Bygglov Vissa kommuner har krav på att solcellsanläggningar ska ha bygglov, i andra räcker det med en bygganmälan. I Norrtälje kommun behöver ett flerbostadshus bygglov för solceller om huset ligger i ett detaljplanerat område. Normal handläggningstid för ett bygglov är cirka 10 veckor så det är bra att ansöka i god tid innan det är dags för upphandling. Det går även att villkora upphandlingen med att den är giltig endast om bygglov beviljas. Det är dock inte vanligt att det ingår i entreprenaden att ansöka om bygglov då det är för sent i processen. I ett bygglov behöver i regel en ritning bifogas där det framgår hur panelerna kommer att placeras, ungefärlig modulvinkel och ibland en vy som visar på synligheten från marken. Sida 13 av 14

14 Stockholm Göteborg Malmö Örebro